【正文】 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工與制藥 0411408 班 1 化工原理 化工設(shè)備機械基礎(chǔ) 課程設(shè)計 設(shè)計題目 分離乙醇 水混合液的篩板精餾塔設(shè)計 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工與制藥 0411408 班 2 化工原理 — 化工設(shè)備機械基礎(chǔ) 課程設(shè)計任務(wù)書 一 .設(shè)計題目 分離乙醇 — 水混合液的篩板精餾塔 設(shè)計 二 . 原始數(shù)據(jù)及條件 生產(chǎn)能力：年處理量 8 萬噸（開工率 300 天 /年），每天工作 24 小時； 原料：乙醇含量為 20%（質(zhì)量百分比，下同）的常溫液體； 分離要求：塔頂，乙醇含量不低于 90%， 塔底，乙醇含量不高于 8%； 操作條件： 三 . 設(shè)計要求： （一）編制一份設(shè)計說明書，主要內(nèi)容包括： 1. 前言 2. 設(shè)計方案的確定和流程的說明 3. 塔的工藝計算 4. 塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計 a. 塔高、塔徑及塔 板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 b. 塔板的流體力學(xué)驗算 c. 塔板的負(fù)荷性能圖 5. 附屬設(shè)備的選型和計算 6. 設(shè)計結(jié)果一覽表 7. 注明參考和使用的設(shè)計資料 8. 對本設(shè)計的評述或有關(guān)問題的分析討論。 （二）繪制一個帶控制點的工藝流程圖（ 2圖） （三）繪制精餾塔的工藝條件圖（ 1圖紙） 四 . 設(shè)計日期： 2020 年 11 月 25 日 至 2020 年 12 月 15 日 . 推薦教材及主要參考書： , 裴世紅，孫懷宇 . 化工原理課程設(shè)計 . 大連 ： 大連理工大學(xué)出版社 ，2020 塔頂壓強 進(jìn)料熱狀況 回流比 塔釜加熱蒸汽 壓力 單板壓降 建廠地址 4 KPa（表壓） 飽和液體 Rmin （表壓） ≤ 重慶 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工與制藥 0411408 班 3 2. 賈紹義，柴誠敬 . 化工原理課程設(shè)計 . 天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社， 2020. 馬江權(quán)，冷一欣 . 化工原理課程設(shè)計 . 北京：中國石化出版社， 2020. 《化工工藝設(shè)計手冊》，上、下冊 。 《化學(xué)工程設(shè)計手冊》；上、下冊 。 化工設(shè)備設(shè)計全書編輯委員會 .化工設(shè)備設(shè)計全書 塔設(shè)備；化學(xué)工業(yè)出版社：北京 . 2020， 01 化工設(shè)備設(shè)計全書編輯委員會 .化工設(shè)備設(shè)計全書 換熱器；化學(xué)工業(yè)出版社：北京 . 2020， 01 化工設(shè)備設(shè)計全書編輯委員會 .化工設(shè)備設(shè)計全書 管道；化學(xué)工業(yè)出版社：北京 . 2020， 01 9. 陳敏恒 . 化工原理 (第三版 ). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 摘 要 課程設(shè)計是化工原理課程的一個非常重要的實踐教學(xué)內(nèi)容。不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的化工生產(chǎn)的理論知識，解決生產(chǎn)中實際問題的能力，還能夠培養(yǎng)學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工與制藥 0411408 班 4 生的工程意識。健全合理的知識結(jié)構(gòu)可發(fā)揮應(yīng)有的作用 。 此次化工原理設(shè)計是精餾塔的設(shè)計。精餾塔是化工生產(chǎn)中十分重要的設(shè)備。精餾塔內(nèi)裝有提供氣液兩相逐級接觸的塔板，利用混合物當(dāng)中各組分揮發(fā)度的不同將混合物進(jìn)行分離。在精餾塔中，塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿塔板之間上升，來自塔頂冷凝器的回流液從塔頂逐漸下降，氣液兩相在塔內(nèi)實現(xiàn)多次接觸，進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過程，輕組分上升，重組分下降，使混合物達(dá)到一定程度的分離。精餾塔的分離程度不僅與精餾塔的塔板數(shù)及其設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，還與物料的性質(zhì)、操作條件、氣液流動情況等有關(guān)。 本設(shè)計我們使用篩板塔。其突出優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單，造價低 板上液面落差小，氣體壓強低，生產(chǎn)能力較大，氣體分散均勻，傳質(zhì)效率較高。篩板塔是最早應(yīng)于手工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一。合理的設(shè)計和適當(dāng)?shù)牟僮骱Y板塔能夠滿足要求的操作彈性而且效率高。采用篩板塔可解決堵塞問題適當(dāng)控制漏夜實際操作表明，篩板在一定程度的漏液狀態(tài)下，操作是板效率明顯降低，其操作的負(fù)荷范圍較泡罩塔窄，但設(shè)計良好的篩板塔其操作彈性仍可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作，在化工、煉油、石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時加質(zhì)量劑），使氣、液兩相 多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)原料混合物中各組分的分離。該過程是同時進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的過程。為實現(xiàn)精餾過程，必須為該過程提供物流的貯存、輸送、傳熱、分離、控制等的設(shè)備、儀表。由這些設(shè)備、儀表等構(gòu)成精餾過程的生產(chǎn)系統(tǒng)，即本次所設(shè)計的精餾裝置。 課程設(shè)計是讓同學(xué)們理論聯(lián)系實踐的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是對我們進(jìn)行的一次綜合性設(shè)計訓(xùn)練。通過課程設(shè)計能使我們進(jìn)一步鞏固和加強所學(xué)的專業(yè)理論知識，還能培養(yǎng)我們獨立分析和解決實際問題的能 力。更能培養(yǎng)我們的創(chuàng)新意識、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度。當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)具有較高的綜合能力，解決實際生產(chǎn)問題的能力，課程設(shè)計是一次讓我們接觸實際生產(chǎn)的良好機會，我們應(yīng)充分利用這樣的時機認(rèn)真去對待每一項任務(wù)，為畢業(yè)論文等奠定基礎(chǔ)。更為將來打下一個穩(wěn)固的基礎(chǔ)。 序 言 精餾是分離液體混合物（含可液化的氣體混合物）最常用的一種單元操作， 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工與制藥 0411408 班 5 在化工，煉油，石油化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。精餾過程在能量劑驅(qū)動下（有時加質(zhì)量劑），使氣液兩相多次直接接觸和分離，利用液相混合物中各組分的 揮發(fā)度的不同，使易揮發(fā)組分由液相向氣相轉(zhuǎn)移，難揮發(fā)組分由氣相向液相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)原料混合液中各組分的分離。根據(jù)生產(chǎn)上的不同要求，精餾操作可以是連續(xù)的或間歇的，有些特殊的物系還可采用衡沸精餾或萃取精餾等特殊方法進(jìn)行分離。本設(shè)計的題目是苯 甲苯連續(xù)精餾篩板塔的設(shè)計，即需設(shè)計一個精餾塔用來分離易揮發(fā)的苯和不易揮發(fā)的甲苯，采用連續(xù)操作方式，需設(shè)計一板式塔將其分離。 通過課程設(shè)計，要求更加熟悉工程設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握化工單元操作設(shè)計的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運用理論知識和技能的能力，問題分析能力，思考問題能力， 計算能力等。 目錄 第一章、前言 ................................................................................................................... 6 第二章工藝流程圖及說明 ................................................................................................. 7 第三章、塔板的工藝計算 ................................................................................................. 8 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 化工與制藥 0411408 班 6 .............................................................................................. 8 .................................................................................... 9 ......................................................................................................... 9 ....................................................................................................... 10 .................................................................................. 12 ......................................................................................... 14 際塔板數(shù)的計算 ................................................................ 15 .............................................................................. 17 第四章、塔體的主要工藝尺寸計算 ................................................................................. 17 ................................................................................................ 17 ..................................................................................... 17 ..................................................................................... 20 ............................................................................................ 20 ......................................................................................... 21 ......................................................................................... 21 ................................................................................................ 21 ................................................................................................ 22 ................................................................................................ 23 ....................................................................................................... 23 ....................................................................................................... 24 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